1.-  RECEPCIÓN Y TRATAMIENTO DE LA REMOLACHA


Recepción

La remolacha llega a la fábrica en vehículos, dónde es pesada. Se toma una muestra para determinar en el laboratorio de recepción el porcentaje de impurezas (tierras, piedras, hierbas), así como su contenido de azúcar, lo que servirá para determinar el precio a pagar al agricultor de acuerdo con el precio neto y la riqueza.


Almacenamiento

Los vehículos vuelcan las remolachas en las tolvas de descarga; por medio de cintas transportadoras y tras una operación de desterrado en seco y recuperación de rabillos, se envían al carro distribuidor que las deposita en los silos de almacenamiento. Para su mejor conservación, una vez almacenadas en los silos se les insufla aire ambiente que varía según la temperatura exterior y la cantidad de remolacha almacenada. ver vídeo


Transporte

Como la remolacha flota en el agua, desde los silos a la fábrica, se transporta por arrastre con agua a lo largo de un canal en el que existen equipos de separación de piedras y en cuyo extremo se encuentra un equipo de bombeo que eleva el conjunto de agua y remolacha a otro canal aéreo en el que están instalados otros sistemas para la separación del resto de piedras, arena y hierbas.


Lavado

Se realiza en el lavadero propiamente dicho (existen diferentes tecnologías de construcción). Los lavaderos de nuestras dos fábricas utilizan dos tecnologías diferentes (en la fábrica de Valladolid se lleva a cabo mediante tamices vibrantes a los que se les proyecta agua a presión y en la fábrica de Olmedo el lavado se realiza por un sistema cuya parte fundamental es un tambor giratorio en el que entra agua a contracorriente). En cualquier caso, el agua de transporte y lavado se prepara mediante desarenado y posterior decantación para la eliminación de sólidos y, de eso modo, volver al circuito para su reutilización. 


Cortado de la remolacha

La remolacha lavada, a través de las cintas transportadoras, llega a las tolvas de alimentación y de éstas pasa a los cortarraíces para ser troceada en tiras, denominadas cosetas, que presentan una gran superficie, característica necesaria para el siguiente proceso. 

 

2.-  DIFUSIÓN

La extracción con agua caliente de la materia soluble contenida en las cosetas (azúcares y no azúcares), se realiza por difusión de ésta a través de la pared celular. Se lleva a cabo en difusores continuos por cuyo interior avanza la coseta empujada por dos tornillos sinfín inclinados circulando en contracorriente con el agua que, a su paso por dicho difusor, irá extrayendo la sacarosa de la remolacha convirtiéndose en el jugo bruto o jugo de difusión. ver vídeo

Por el extremo opuesto del difusor se descarga la coseta ya agotada que se denomina pulpa. El agua para difusión se prepara mediante un proceso de sulfitación con gas sulfuroso para obtener el pH adecuado y conseguir la optimización del proceso. 

 

3.-  PRENSADO, SECADO Y GRANULADO DE PULPA


Prensado

La pulpa extraída de los difusores contiene una gran cantidad de agua que se reduce apreciablemente mediante un proceso de prensado. El agua procedente de este prensado se introduce de nuevo en la difusión para recuperar el azúcar y la temperatura que lleva la misma, mientras que la pulpa pasa al siguiente proceso de secado.

 

Secado

El secado de la pulpa se efectúa en equipos que constan fundamentalmente de:

            Un horno de combustión de gas natural o fuel-oil.

            Un tambor rotativo con cámara y descarga en el que la pulpa se voltea y, en contacto con el aire caliente, pierde la mayor parte de su humedad (penacho de vapor característico de las azucareras).

 

Granulado

La pulpa seca es tratada en unas máquinas especiales para obtener unos gránulos de pulpa denominados pellets, que se almacenan para su venta posterior.

 

4.-  DEPURACIÓN DEL JUGO

 

El jugo bruto procedente de la difusión tiene las siguientes características:

            Contiene partículas en suspensión.

            Es ácido, lo que puede provocar la descomposición de la sacarosa en su posterior procesamiento (inversión).

            Contiene una gran cantidad de no azúcares disueltos.

            Contiene también sustancias coloidales extraídas de la remolacha.

La depuración del jugo, fundamentalmente, en separar las partículas en suspensión, proporcionar un pH adecuado para evitar la inversión, separar la mayor parte de los azúcares y eliminar los coloides. Esto se logra fundamentalmente mediante la adición de lechada de cal y anhídrido carbónico a partir de las siguientes etapas de trabajo: preencalado, encalado, carbonatación, filtraciones, sulfitación y descalcificación.

 

Preencalado

Mediante la adición de lechada de cal se consigue alcalinizar el jugo del difusor hasta un pH necesario de forma progresiva y de suerte que se pase por todos los puntos isoeléctricos de los diferentes coloides contenidos en el jugo, neutralizando sus cargas (coagulación de proteínas) y floculándolos.

 

Encalado

Consiste en la adición de lechada de cal al jugo preencalado. Esta actúa químicamente sobre los componentes no azucarados del jugo de la siguiente forma:

 

Con gran parte de los ácidos inorgánicos y orgánicos origina sales de cal insolubles que se separarán posteriormente por sedimentación y filtración. Precipita las materias pépticas en general, las materias colorantes, gomas y gran parte de los albuminoides. Descompone el azúcar invertido, lo que confiere termoestabilidad al jugo. Transforma las materias anidadas, como la asparraguina y la glutamina, en los ácidos correspondientes.

Además de la acción química, la cal ejerce otras acciones, como son:

            Esterilización y arrastre en la precipitación de una gran cantidad de bacterias y fermentos que evitarán fermentaciones y descomposiciones, inversión de azúcar y aumento de acidez.

            Arrastre de finas partículas y fibras de los tejidos de la coseta y de los diferentes coloides coagulados en el preencalado.

 

1ª Carbonatación

Consiste en añadir, por borboteo, al jugo encalado el gas procedente del horno de cal que contiene anhídrido carbónico después de pasar por un saturador/recalentador. Con esta operación se consigue:
Precipitar en forma de carbonato cálcico la cal en exceso del jugo encalado. 
Eliminar por adsorción las gelatinosas con las partículas de carbonato cálcico más densas. 
Continuar la precipitación de las sustancias colorantes comenzada en el encalado. 
Liberar la sacarosa que estuviera coordinada como sacarato cálcico.

 

Separación de precipitados

Del jugo carbonatado se separa el carbonato cálcico junto con otras partículas. Esta separación se realiza en diferentes tipos de filtros o en decantadores. De esta fase se obtiene un jugo clarificado que continúa el proceso y unos barros que se someten a un proceso de filtración, lavado y prensado con el objeto de recuperar el jugo que llevan incorporado. Estos barros ya deshidratados se denominan espumas y se conducen para su evacuación.

 

2ª Carbonatación

En este proceso se añade, de forma análoga a la 1ª carbonatación, gas carbónico procedente del horno de cal al jugo clarificado de la etapa anterior, rebajando por tanto su alcalinidad. De este modo se elimina la cal restante que precipita como carbonato cálcico, continuando la eliminación de materias colorantes por absorción al precipitado. La carbonatación del jugo encalado se realiza en dos fases debido a que, si se hiciese en una sola, muchas de las sales precipitadas al principio de la carbonatación podrían redisolverse al continuar la acción del anhídrido carbónico.

 

Filtración

El jugo de 2ª carbonatación y el precipitado se separan mediante un nuevo proceso de filtración. Los lodos obtenidos en los filtros se separan enviándolos al preencalado.

 

Sulfitación y desendurecimiento

Estos dos procesos pueden realizarse en cualquier orden (Ej: en la fábrica de Olmedo primero es el desendurecimiento, mientras que en la fábrica de Valladolid es al contrario).

La sulfitación tiene por objeto disminuir la coloración del jugo y reducir su viscosidad. Se lleva a cabo añadiendo gas sulfuroso al jugo.

Por otra parte, el jugo depurado contiene aún sales de calcio y magnesio que en el proceso de evaporación pueden dar lugar a la formación de incrustaciones en la superficie de intercambio de calor. Para minimizar este problema, el jugo se somete a un endurecimiento, que consiste en el intercambio de iones calcio y magnesio por iones sodio a través de resinas intercambiadoras.

 

Obtención de cal y anhídrido carbónico

El consumo de cal y anhídridónico para la fase de depuración de jugo es muy importante. Por este motivo existe una planta para la obtención de estos dos productos en la misma azucarera. El proceso consiste en la calcinación de piedra caliza en un horno para combustión de carbón de cok. La piedra caliza y el carbón se dosifican y mezclan en proporciones adecuadas para introducirlas en el horno, obteniéndose por la parte superior el gas y la cal viva por la parte inferior. La cal viva se apaga en un tambor rotativo mediante la adición de jugo y aguas dulces, con lo que se obtiene la lechada de cal. Por otra parte, el gas, tras pasar por un lavadero que separa las partículas en suspensión, es impulsado a la fábrica por medio de las correspondientes bombas. 

 

5.-  EVAPORACIÓN DEL JUGO

 

El jugo procedente de la depuración es una disolución azucarada con una gran cantidad de agua y poco contenido en materia seca (Brix). El objeto de la evaporación es incrementar este contenido de materia seca evaporando gran parte del agua que contiene el jugo. La evaporación se realiza por medio de un sistema multiefecto en varias cajas o evaporadores. Este sistema tiene por objeto reducir el consumo de vapor reutilizando los vapores que se producen en cada efecto como fuente de calor para el siguiente. Ello conlleva la reducción progresiva de la presión de los sucesivos efectos, operándose en el último por debajo de la presión atmosférica y por ello a temperatura menor de 100º C. La evacuación de los vapores de este último efecto se realiza provocando vacío en el última caja de evaporación mediante condensación barométrica con agua fría que está en circuito cerrado tras enfriarse en las torres de refrigeración. El jugo concentrado que sale de la instalación de evaporación se denomina jarabe. En éste se disuelven azúcares (refundido) de los bajos productos para la obtención de otro jarabe denominado jarabe estándar, que una vez filtrado está listo para el proceso de cristalización. 

 

6.-  CRISTALIZACIÓN

 

El objeto de este proceso es la cristalización de la sacarosa disuelta en el jarabe y de este modo obtener el azúcar sólido cristalizado, apto para su comercialización. Es un proceso complejo, con sucesivas cristalizaciones y refundición con el fin de obtener un solo producto de alta calidad para la venta, a la vez que se reutilizan al máximo las soluciones de sacarosa (mieles) hasta que ya no es posible la cristalización de éstas, dando origen a la melaza.

 

1ª Cristalización

 Se realiza en unos evaporadores denominados tachas mediante el proceso de cocción. Se introduce una determinada cantidad de jarabe que se conoce como "pie de tacha". Este se concentra mediante evaporación hasta conseguir una solución sobresaturada controlada. En ese momento se introduce una cantidad de cristales de azúcar de un tamaño aproximado de 150 micras denominada siembra y que se ha obtenido anteriormente mediante un proceso de cristalización en frío a partir de una suspensión de azúcar de aproximadamente 10 micras, obtenida en el laboratorio. La tacha se sigue alimentando con jarabe a la vez que se va evaporando el agua controlando en todo momento la sobresaturación de la solución, lo que provoca el aumento progresivo del tamaño de la siembra al ir cristalizando la sacarosa sobre la superficie de dichos cristales. Cuando acaba el proceso la tacha tiene en su interior una masa formada por cristales y una solución de azúcar que no ha cristalizado y no azúcares. A la masa se le llama masa cocida de 1ª y a la solución miel madre. Las tachas trabajan a vacío o presión absoluta al objeto de rebajar el punto de ebullición de los productos que se procesan en ellas y de este modo evitar la descomposición térmica del azúcar. 


Centrifugación del 1er producto

Esta operación tiene por objeto separar la masa de cristales de la solución (miel madre) que las envuelve. Se realiza en centrífugas donde la masa se somete a la fuerza centrífuga que la envía hacia las paredes del cesto, provistas de una tela metálica por donde pasa la solución, y se retienen los cristales de azúcar. La operación de centrifugado se realiza en dos etapas. En la primera queda retenida la sacarosa y en la segunda los cristales son sometidos a un proceso de beneficiado que consiste en el lavado de dichos cristales con agua y vapor a presión. 

 

Secado y acondicionamiento del azúcar

El azúcar separado en la centrífuga de 1ª se denomina azúcar blanquilla. Este se somete a un proceso de secado, enfriamiento y posterior cribado para su acondicionamiento antes de almacenarlo en el silo de azúcar.
El secado y el enfriamiento se llevan a acabo mediante la acción sucesiva de aire caliente y frío. Posteriormente se transporta hasta los tamices segregadores para la separación de posibles partículas extrañas y los aglomerados y terrones antes del almacenamiento. 

 

2ª Cristalización

 La miel pobre obtenida en la centrifugación del primer producto se somete a un proceso de cristalización análogo al de la primera en las llamadas tachas de 2ª por medio de un proceso continuo o discontinuo. En las tachas continuas como las que existen en la fábrica de Olmedo, en vez de procesarse por lotes como en las discontinuas de la fábrica de Valladolid, se hace de forma continua alimentándose la tacha por un extremo con un magama formado por cristales muy pequeños (del orden de 150 micras) que van engordando y se descarga por el otro extremo la masa.

El producto obtenido en estas tachas se conoce como masa cocida de 2ª y está formada por azúcar denominado azúcar de 2ª y una solución conocida como miel de 2ª.

 

Centrifugación del 2º Producto

La centrifugación de la masa de 2ª permite separar el azúcar de 2ª y la miel de 2ª. El azúcar de 2ª se disuelve en el jarabe de evaporación obteniéndose un producto que ya hemos dicho que se conoce como jarabe estándar y que es el que alimenta las tachas de 1ª.

La miel de 2ª obtenida en la centrifugación puede enviarse directamente a la 3ª cristalización o bien someterse antes a un proceso de intercambio iónico por medio de resinas intercambiadoras para sustituir los iones sodio y potasio por iones magnesio que permiten un mayor agotamiento del azúcar en la 3ª cristalización, proceso denominado Quentin.

 

3ª Cristalización

Este proceso se lleva a cabo en tachas similares a las de 1er y 2º productos, alimentándolas inicialmente con miel pobre para hacer el pie de tacha y posteriormente con miel de 2ª o miel de afinado (depende del tipo de instalación) hasta finalizar la cocción.

En estas tachas se obtiene la masa cocida de 3ª, cuya cristalización prosigue en los malaxadores horizontales y verticales para conseguir mediante enfriamiento un mejor agotamiento de la masa.

 

Centrifugación del 3er producto

La centrifugación de la masa de 3ª, de modo similar a las anteriores, da lugar a un azúcar de 3ª y una solución de azúcar no cristalizable conocida como melaza.
El azúcar de tercera se pone en contacto con miel de 2ª en la afinadora con lo que se consiguen un tratamiento de lavado de cristales. 

 

Obtención del magma de siembra

El azúcar blanquilla se comercializa en unos tamaños de cristales comprendidos entre 0,4 y 0,6 mm.

Con el objeto de que el proceso de cristalización en las tachas se realice en el menor tiempo posible, en lugar de realizar la siembra con cristales de 10 a 15 micras, para lo cual existe una instalación en la que, primero mediante evaporación, y luego por enfriamiento, se consiguen cristales del tamaño.

 

7.-  AGUA


Se toma directamente del río mediante las correspondientes instalaciones de bombeo y se envía a las balsas de almacenamiento de las fábricas donde, tras tratamientos de adecuación, es utilizada en los distintos procesos de fábrica. 

 

Transporte y lavado de remolacha

Es un circuito cerrado, es decir, el agua utilizada para el transporte y lavado de la remolacha se criba para separar menudos, se elimina la arena y se decanta para separar el fango que lleva. El agua decantada vuelve a utilizarse para la misma función y los fangos separados se envían (una vez espesados) a una balsa de decantación, donde los sobrenadantes se envían al sistema de depuración de aguas.

 

Condensación barométrica

Este circuito también es cerrado. El agua se utiliza para condensar los vapores producidos en las tachas y último efecto de evaporación, que trabajan bajo vacío. El vapor condensa por contacto directo con el agua fría y el agua resultante es enfriada en unas torres de refrigeración con aire a contracorriente para ser reutilizada posteriormente en el proceso.

 

Refrigeración de máquinas

Se utiliza para refrigerar las distintas máquinas del proceso de fabricación. También es un circuito cerrado y tras su enfriamiento vuelve a su reutilización.

 

Usos varios

El agua utilizada en otros departamentos (lavador de gas del horno, lavados, etc.), una vez cumplida la misión, es reagrupada en aguas que no tiene contaminación o bien en las que sí la tienen. Las primeras son vertidas directamente mientras que las segundas son enviadas a la depuración de aguas.

 

Depuración de aguas residuales

Todas las aguas residuales de la fábrica que son susceptibles de tener contaminación son depuradas antes de ser vertidas al río.

El proceso de depuración es un tratamiento de digestión anaerobia en el que se produce la degradación de la materia orgánica contaminante por medio de organismos que actúan en ausencia de oxigeno. En este proceso se produce biogás que se puede utilizar como fuente de energía térmica, bien en las calderas de generación de vapor (fábrica de Valladolid), bien en los secadores de pulpa (fábrica de Olmedo).

El agua procedente del tratamiento anaerobio, en función de los límites contaminantes admisibles puede ser vertida al río previa decantación.

 

8.-  VAPOR Y ELECTRICIDAD


La industria azucarera precisa de un gran consumo de energía térmica en forma de vapor, así como de energía eléctrica. Para abastecerse de ambas necesidades se dispone de una central termoeléctrica en la que, partiendo de un combustible (gas natural o fuel-oil) se genera vapor de agua a unas determinadas condiciones de presión y temperatura.

La mayor parte de este vapor se utiliza en unos turbo-generadores que trabajan a contrapresión para la producción de la energía eléctrica necesaria y el vapor de escape se utiliza como energía térmica para la fábrica.

Como la demanda de vapor es, en general superior a la que proporciona el vapor de escape de los turbos, este se complementa con vapor aportado directamente de calderas, previa reducción de presión y temperatura, para adecuarlo a las características del vapor de escape.

 

9.-  AIRE COMPRIMIDO


Se dispone de diferentes equipos de compresión de aire para las diferentes necesidades que se requieren en el proceso de fabricación, así como para los equipos de regulación y mando.